[发明专利]一种用于超快扫描二次电子成像的E-T探测器

说明书

本发明涉及一种用于超快扫描二次电子成像的E‑T探测器，该探测器包括承载本体、光电倍增管、光导管、闪烁体、栅网和滤光片；所述承载本体内依次设置有光电倍增管、光导管和闪烁体；位于所述闪烁体前方的所述承载本体前端设置所述栅网；所述光电倍增管和所述光导管之间设置有至少一个滤光片。本发明通过增加滤光片以及增镀铝膜，实现降低泵浦光与杂散光源对超快扫描成像的干扰，提升图像的信噪比，获得高质量的超快电子扫描图像。

技术领域

本发明是关于一种用于超快扫描二次电子成像的E-T(Everhart-Thornley)探测器，涉及超快扫描电子显微镜技术领域。

背景技术

超快技术，尤其是超快成像技术，在近几十年的发展中逐渐成为科研工作者探究不同时间尺度下微区动态过程的有力工具。对于各类新兴的功能光电纳米器件来说，能量载流子的产生、传输、复合、弛豫等过程是实现其器件功能的主要途径。为了能够对能量载流子的整个动力学过程进行实时分析记录，各种超快技术应运而生，例如超快光谱技术、超快衍射技术及超快扫描成像技术等，不断完善和发展这些超快技术以及相关领域是目前最为前沿的技术课题。

超快扫描电子显微镜技术是具有高时空分辨的能量载流子动力学测量手段，可同时在纳米尺度和亚皮秒尺度上对材料表面和界面处光致载流子动力学进行探测。现有超快扫描电子显微镜通常是在普通扫描电子显微镜的基础上加以改进而成，因此会继续延用电镜自带的传统商用扫描二次电子成像E-T探测器。传统商用E-T探测器主要用于收集被高能入射电子所激发而从试样表面发射出来的二次电子，是将它们变成显示屏上图像信号的重要部件。对于超快扫描电子显微镜来说需要在扫描电子显微镜上增设两个光学窗口用来引入两束飞秒激光，一束作为探测光，经透镜聚焦后直接入射到扫描电子显微镜的灯丝上用来产生超短脉冲光电子，另外一束作为泵浦光经透镜聚焦后作用于试样表面，用来激发试样表面的微区载流子动力学过程。

通常情况下，E-T探测器通过法兰与样品仓进行嵌入式连接，整个探测器斜插入样品仓，与样品台保持一定的角度，实现最佳的二次电子收集效率。当进行超快扫描电子成像测量时，需要通过光学窗口引入一束泵浦光入射到样品仓内部用于激发材料表面的超快载流子动力学过程。泵浦光入射到探测样品的表面后，根据探测样品表面的粗糙程度，会产生漫反射和镜面反射(以镜面反射居多)，反射光会在整个样品仓内壁经过多次反射和散射后进入到E-T探测器，使得图像中呈现出明显的背景白光，容易导致图像过饱和而无法显示原有的亮暗对比度。另一方面，由于脉冲光电子成像本身清晰度并不是很高，导致在普通扫描电镜中可忽略不计的杂散光源对超快扫描电子成像产生较大的影响，该部分光源主要包括泵浦激光的反射光、样品仓内的LED灯、通过光学窗口泄露的外界光源等。

因此，针对目前的超快扫描电子显微镜系统，传统商用E-T探测器难以获得高质量、高信噪比的扫描图像，更无法引入较高功率的泵浦光源，这限制了其在超快载流子动力学探测方面的应用。超快扫描电子图像作为实时记录光致载流子动力学过程的原始数据，其图像质量直接影响到能否从中获得载流子的时间、空间等维度的动力学信息，因此，迫切需要能够设计出适配于超快扫描电子显微镜系统的E-T探测器。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于超快扫描二次电子成像的E-T探测器，能够屏蔽超快扫描电子成像模式下各类杂散光源，适用于超快扫描电子显微镜实现高质量超快扫描电子成像。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于超快扫描电子成像的E-T探测器，该探测器包括承载本体、光电倍增管、光导管、闪烁体、栅网和滤光片；

所述承载本体内依次设置有光电倍增管、光导管和闪烁体；

位于所述闪烁体前方的所述承载本体前端设置所述栅网；

所述光电倍增管和所述光导管之间设置有至少一个短通滤光片。

所述的E-T探测器，进一步地，所述闪烁体包括从下到上依次设置的四层结构，其中：